Chinese Journal of Ship Research, Volume. 18, Issue 2, 97(2023)
Characteristics and calculation method of sound radiation of cylindrical shell with porous sound-absorbing material under acoustic excitation
Figures & Tables(17)
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Table 1. Calculation methods for vibration and sound radiation of cylindrical shell with porous sound-absorbing material
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方法 描述 方法1 有限元方法，通过COMSOL软件中的多孔介质声学模块，实体构建出多孔吸声材料层，设置计算模型的材料孔隙率、流阻率、粘滞特征长度、热特征长度和曲折因子等各项参数 方法2 在有限元模型的基础上加入1.1节所述等效流体理论的各项公式，通过公式变量的形式得到吸声材料层的动态密度和动态声速 方法3 结合1.2节所述多层介质传递矩阵和1.1节所述等效流体理论方法，得到吸声材料层的吸声系数曲线，在COMSOL软件中构建吸声系数函数，使其作为阻抗边界附加在圆柱壳内壁上
Table 2. Parameters for porous sound-absorbing material and internal flow field
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参数 数值 空气密度 ${\rho_0}/({\text{kg} } \cdot { {\text{m} }^{ - 3}) }$ 1.21 空气声速 ${c_0}/({\text{m} } \cdot { {\text{s} }^{ - 1}) }$ 343 多孔吸声材料静态流阻 ${R_{\rm{f} } }/{(\rm{N} }\cdot{\text{s} } \cdot { {\text{m} }^{ - 4}) }$ 24 000 多孔吸声材料普朗特数 ${N_{{\rm{pr}}} }$ 0.702 多孔吸声材料孔隙率 $\sigma $ 0.95 空气的比热容率 ${\gamma _{\rm{s}}}$ 1.4 大气压 ${P_0}/{{\rm{Pa}}}$ 101 320
Table 3. Parameters for two kinds of porous sound-absorbing material and internal flow field
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参数 多孔吸声 材料1 多孔吸声 材料2 多孔吸声材料静态流阻 ${R}_{ {\rm{f} } }/（{\rm{N} }\cdot\text{s}\cdot {\text{m} }^{-4}）$ 24 000 42 多孔吸声材料普朗特数 ${N_{{\rm{pr}}} }$ 0.702 0.702 多孔吸声材料孔隙率 $\sigma $ 0.95 0.95 空气的比热容率 ${\gamma _{\rm{s}}}$ 1.4 1.4 大气压 ${P_0}/{\rm{P}}{ {\text{a} }_{_{^{^{} } } }}$ 101 320 101 320
Table 4. Calculation schemes for cylindrical shell with three-layer sound-absorbing material
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方案 吸声结构敷设顺序（第3层+第2层+第1层） 方案1 10 mm空气背衬层+20 mm吸声材料2 方案2 10 mm空气背衬层+10 mm吸声材料1+10 mm吸声材料2 方案3 10 mm空气背衬层+10 mm吸声材料2+10 mm吸声材料1 方案4 10 mm空气背衬层+20 mm吸声材料1
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Xinmei YANG, Meixia CHEN, Yinglong ZHAO, Wenkai DONG. Characteristics and calculation method of sound radiation of cylindrical shell with porous sound-absorbing material under acoustic excitation[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2023, 18(2): 97
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Received: Sep. 7, 2021
Accepted: --
Published Online: Mar. 20, 2025
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